一個範疇由三部分組成:物件的集合,對於每對物件,態射(有時稱為“箭頭”)的集合,以及定義在相容態射對上的二元運算,稱為複合。範疇必須滿足單位元公理和結合律公理,這類似於么半群公理。
態射必須遵守以下定律
1. 如果 是從
到
的態射(簡寫為
),並且
,則存在一個從
到
的態射
(通常讀作 “
與
的複合”)。
2. 態射的複合(如果已定義)是結合的,因此如果 ,
,並且
,則
。
3. 對於每個物件 a,存在一個單位態射 ,使得對於任何
,
且
。
在大多數基於集合的具體範疇中,物件是某種數學結構(例如,群、向量空間或光滑流形),而態射是兩個物件之間的對映。任何物件與其自身的恆等對映就是單位態射,而態射的複合只是函式複合。
通常要求態射保持物件的數學結構。因此,如果物件都是群,那麼態射的一個好的選擇將是群同態。類似地,對於向量空間,可以選擇線性對映,對於可微流形,可以選擇可微對映。
在拓撲空間範疇中,態射通常是拓撲空間之間的連續對映。然而,也存在其他以拓撲空間為物件的範疇結構,但它們遠不如拓撲空間和連續對映的“標準”範疇重要。